DE3024005A1 - FUEL QUANTITY MEASURING DEVICE - Google Patents
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Description
DIPL-ING. D!ETER JANDER ^ υ υ DIPL-ING. D! ETER JANDER ^ υ υ
OR.-ING. MANFRcD BÖNINGOR.-ING. MANFRcD BÖNING
ßtK'jn 15
KÜRFORSTENDAMM 66
TELEFON 883 50 71 ■ßK'jn 15
KÜRFORSTENDAMM 66
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Leslie Hartridge Limitedof the company
Leslie Hartridge Limited
Tingewick Road Buckingham," Bucks. GroßbritannienTingewick Road Buckingham, "Bucks. Great Britain
Leslie Hartridge Ltd. 227/17.722 DELeslie Hartridge Ltd. 227 / 17.722 EN
"Kraftstoffmengen-Meßeinrichtung" "Fuel quantity measuring device"
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffmengen-Meßeinrichtung, insbesondere zum Eichen von Einspritzaggregaten von Verbrennungskraftmaschinen, mit mindestens einem einen Meßkolben umschliessenden Meßzylinder, in den von einer Seite unter Verlagerung des Meßkolbens in eine Richtung die zu messende Kraftstoffmenge einleitbar ist.The invention relates to a fuel quantity measuring device, in particular for calibrating injection units of Internal combustion engines, with at least one measuring cylinder enclosing a measuring piston, in one side by moving the measuring piston in one direction, the amount of fuel to be measured can be introduced.
Bekannt ist eine Meßeinrichtung der in Betracht gezogenen Art, bei der von beiden Seiten Kraftstoff in den Meßzylinder einführbar ist. Der Nachteil der bekannten Einrichtung besteht darin, daß die für das Wiederentfernen der gemessenen Kraftstoffmenge aus dem Meßzylinder erforderliche Zeit vergleichsweise lang ist.A measuring device of the type under consideration is known in which fuel is fed into the measuring cylinder from both sides is insertable. The disadvantage of the known device is that for removing the measured Fuel amount from the measuring cylinder required time comparatively is long.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffmengen-Meßeinrichtung zu schaffen, mit der schneller gearbeitet werden kann. Diese Aufgabe wird bei einer Meßeinrichtung der beschriebenen Gattung dadurch gelöst, daß in den Meßzylinder von der anderen Seite Druckgas oder Druckluft einführbar ist, durch die der Meßkolben unter Ausstoßen der gemessenen Kraftstoffmenge in die andere Richtung bewegbar ist.The invention is based on the object of a fuel quantity measuring device to create that can be worked with faster. This task is performed with a measuring device of the type described achieved in that compressed gas or compressed air can be introduced into the measuring cylinder from the other side is through which the measuring piston can be moved in the other direction while ejecting the measured amount of fuel.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der beigefügten Schemazeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:The invention is described below with reference to an exemplary embodiment shown in the attached schematic drawing explained in more detail. Show it:
Fig. 1 die Vorderansicht einer Meßeinrichtung;Fig. 1 is a front view of a measuring device;
Fig. 2 teilweise im Schnitt die Draufsicht auf die Meßeinrichtung gemäß Fig. 1;FIG. 2, partially in section, the plan view of the measuring device according to FIG. 1; FIG.
Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie X-X in Fig. 1; Fig. 4 einen Längsschnitt durch die Meßeinrichtung;Fig. 3 is a section along the line X-X in Fig. 1; 4 shows a longitudinal section through the measuring device;
- 6 Ö30Q63/087I - 6 Ö30Q63 / 087I
Fig. 5 einen Teillängsschnitt durch eine andere Ebene der Meßeinrichtimg und5 shows a partial longitudinal section through another plane of the measuring device and
Fig. 6 die Vorderansicht eines Versuchsstandes, auf dem die beschriebene Meßeinrichtung verwendbar ist.6 shows the front view of a test stand on which the measuring device described can be used.
In Fig. 1 ist eine Meßeinrichtung mit vier Meßzylinderrfi gezeigt, die zwischen einem Unterteil 2 und einem Ventilblock 3 angeordnet sind. Jeder Meßzylinder trägt eine Meßskala 4, deren Nullpunkt oben liegt und die nach unten zunehmende Werte · aufweist. Der Ventilblock 3 dient dazu, um die von vier Einspritzdüsen eines Dieselmotors gelieferte Kraftstoffmenge während eines Versuches bzw. einer Eichung in die vier Meßzylinder zu überführen. Beim Einströmen des Kraftstoffes in einen Meßzylinder wird ein Meßkolben 5 (vgl. Fig. 4) nach unten bewegt. Dabei verlagert sich eine am Meßkolben 5 angebrachte Meßmarke gegenüber der Meßskala 4 und zeigt an, wieviel Brennstoff in den Meßzylinder 1 geströmt ist. Es versteht sich, daß auch andere Einspritzaggregate als die von Dieselmotoren mit der beschriebenen Einrichtung untersucht werden können. Auch ist es möglich, die Zahl der Meßzylinder zu verringern oder zu erhöhen.In Fig. 1 a measuring device with four measuring cylinders is shown, which are arranged between a lower part 2 and a valve block 3. Each measuring cylinder has a measuring scale 4, whose zero point is at the top and which has values increasing downwards. The valve block 3 is used to control the four injection nozzles of a diesel engine delivered during a test or a calibration in the four measuring cylinders to convict. When the fuel flows into a measuring cylinder, a measuring piston 5 (see FIG. 4) is moved downwards. A measuring mark attached to the volumetric flask 5 is displaced with respect to the measuring scale 4 and shows how much fuel is in the measuring cylinder 1 has flowed. It goes without saying that injection units other than those of diesel engines can also be used with the described Facility can be examined. It is also possible to reduce or increase the number of measuring cylinders.
Der Ventilblock 3 besteht aus drei Teilblöcken 7,8 und 9, die durch Bolzen 10 miteinander verschraubt sind. Zwischen den Teilblöcken 7 und 8 ist eine Membran 11 und zwischen den Teilblöcken 8 und 9 eine Membran 12 angeordnet. Der Kraftstoffstrom durch den Ventilblock wird durch Ventile 13 und 14 gesteuert, die als Magnetventile ausgebildet sind. Am untersten Teilblock 7 befinden sich rohrförmige Auslässe 15, durch die der Kraftstoff nach der Messung austreten kann. Die Enden der Auslässe 15 können durch Öffnungen 16 beobachtet werden.The valve block 3 consists of three sub-blocks 7, 8 and 9, the are screwed together by bolts 10. Between the sub-blocks 7 and 8 is a membrane 11 and between the sub-blocks 8 and 9 a membrane 12 is arranged. The fuel flow the valve block is controlled by valves 13 and 14, which are designed as solenoid valves. At the bottom sub-block 7 are tubular outlets 15 through which the fuel can escape after the measurement. The ends of the outlets 15 can be observed through openings 16.
Einzelheiten des Aufbaus des Ventilblockes 3 ergeben sich aus den Fig. 2-5. Der unterste Teilblock 7 hat eine Anschlußbohrung 17 für jeden Meßzylinder 1. Die Auslässe 15 und EinlasseDetails of the structure of the valve block 3 emerge from FIGS. 2-5. The lowermost sub-block 7 has a connection hole 17 for each graduated cylinder 1. The outlets 15 and inlets
ÖSQÖI3/087SÖSQÖI3 / 087S
für den Kraftstoff sind am Teilblock 7 angeordnet. Durchlässe 19,20 und 21 im Teilblock 7 führen von den Anschlußbohrungen 17» den Auslassen 15 und den Einlassen 18 zum oberen Ende eines jeden Teilblockes 7. An der unteren Seite jedes Teilblockes 8 ist jedem Meßzylinder 1 eine Ausnehmung 22 zugeordnet, die sich über die drei Durchlässe 19,20 und 21 erstreckt. Zwischen der Ausnehmung 22 und den Durchlässen 19,20 und 21 ist eine Membran eingespannt. Durch den Einlaß 18 in die Meßeinrichtung tretender Brennstoff kann die Membran in die Ausnehmung 22 drücken und sowohl zum Durchlaß 19 und zur Anschlußbohrung 17 für den Meßzylinder als auch zum Durchlaß 20 und zum Auslaß 15 gelangen. Der mittlere Teilblock 8 ist außerdem mit Durchlässen 23,24 und 25 versehen, die mit den Durchlässen 19,20 und 21 des unteren Teilblockes 7 fluchten» In den Durchlässen 23,24 und 25 sind frei hin- und herverschiebbare Steuerkolben 26 und 27 bzw. Druckkolben 28 angeordnet. Die Länge der genannten Kolben entspricht der Dicke des mittleren Teilblockes 8. Wird auf den Druckkolben 28,der den Durchlaß des Einlasses 18 abdeckt, eine Kraft ausgeübt, so entsteht ein Gegendruck zum in die Meßeinrichtung einströmenden Kraftstoff. Wird eine nach unten gerichtete Kraft auf den Steuerkolben 26 ausgeübt, der dem Durchlaß 19 zur Anschlußbohrung 17 und zum Meßzylinder 1 zugeordnet ist, so kann kein Brennstoff in den Meßzylinder 1 gelangen. Er strömt vielmehr durch den Durchlaß 20 zum Auslaß 15. Wird dagegen eine nach unten gerichtete Kraft auf den Steuerkolben 27 ausgeübt, der dem Durchlaß 20 zum Auslaß 15 zugeordnet ist, kann kein Kraftstoff aus der Meßeinrichtung austreten, sondern er muß vielmehr über den Durchlaß 19 und die Anschlußbohrung 17 in den jeweiligen Meßzylinder 1 strömen.for the fuel are arranged on the sub-block 7. Passages 19, 20 and 21 in the sub-block 7 lead from the connection bores 17 »the outlets 15 and the inlets 18 to the upper end of each sub-block 7. On the lower side of each sub-block 8, each measuring cylinder 1 is assigned a recess 22, which extends over the three passages 19, 20 and 21. Between the recess 22 and the passages 19, 20 and 21 a diaphragm is constrained. Passing fuel through the inlet 18 in the measuring device, the membrane can in press the recess 22 and both to the passage 19 and to the connection bore 17 for the measuring cylinder and to the passage 20 and reach outlet 15. The middle sub-block 8 is also provided with passages 23,24 and 25, which with the Passages 19, 20 and 21 of the lower sub-block 7 are aligned Control pistons 26 and 27 or pressure piston 28 are arranged. The length of the pistons mentioned corresponds to the thickness of the middle one Partial block 8. If a force is exerted on the pressure piston 28, which covers the passage of the inlet 18, a force is produced Counter pressure to the fuel flowing into the measuring device. If a downward force is exerted on the control piston 26 exercised, the passage 19 to the connection hole 17 and to Measuring cylinder 1 is assigned, so no fuel can get into the measuring cylinder 1. Rather, it flows through the passage 20 to outlet 15. On the other hand, becomes a downward force exerted on the control piston 27, which is assigned to the passage 20 to the outlet 15, no fuel can from the measuring device exit, but rather it must enter the respective measuring cylinder 1 via the passage 19 and the connection bore 17 stream.
Durch abwechselnd auf die beiden Steuerkolben 26 und 27 ausgeübte Kräfte kann der in die Meßeinrichtung strömende Kraftstoff folglich entweder zu einem Meßzylinder 1 oder aber zu einem Auslaß 15 geleitet werden. Eine ständig auf den DruckkolbenBy alternately exerting forces on the two control pistons 26 and 27, the fuel flowing into the measuring device can consequently either to a measuring cylinder 1 or to an outlet 15. One constantly on the plunger
— ο —- ο -
ausgeübte Kraft ermöglicht es,einen kontinuierlichen Gegendruck zu dem in die Einrichtung strömenden Kraftstoff aufzubauen. Dieser Gegendruck gewährleistet, daß im Kraftstoff aufgelöste Luft im Kraftstoff verbleibt.exerted force enables a continuous counter pressure to build up to the fuel flowing into the device. This back pressure ensures that in the fuel dissolved air remains in the fuel.
Der oberste Teilblock 9 weist an seiner Unterseite drei Ausnehmungen 29,30 und 31 auf. Eine Ausnehmung 3I erstreckt sich über alle den Meßzylindern 1 zugeordnete Steuerkolben. Eine zweite Ausnehmung 29 erstreckt sich über alle den Auslässen 15 zugeordneten Steuerkolben 27 und eine dritte Ausnehmung 30 erstreckt sich über alle den Einlassen 18 zugeordneten Druckkolben 28. Zwischen den Durchlässen 23, 24 und 25 einerseits und den Ausnehmungen 29, 30 und 31 andererseits ist eine zweite Membran 12 angeordnet.The top sub-block 9 has three recesses on its underside 29.30 and 31 on. A recess 3I extends over all of the control pistons assigned to the measuring cylinders 1. One The second recess 29 extends over all of the control pistons 27 assigned to the outlets 15 and a third recess 30 extends over all of the inlets 18 associated pressure pistons 28. Between the passages 23, 24 and 25 on the one hand and the recesses 29, 30 and 31 on the other hand there is a second Diaphragm 12 arranged.
Am oberen Teilblock 9 sind zwei als Dreikanal-Zweiwegemagnetventile ausgebildete Ventile 13 und 14 befestigt. Ein Kanal des ersten Ventiles 13 ist mit der Ausnehmung 30 und ein Kanal 33 mit der Ausnehmung 31 verbunden. Ein Kanal 34 des zweiten Ventils 14 steht ebenfalls mit der Ausnehmung 30 in Verbindung, während ein Kanal 35 des Ventiles 14 mit der Ausnehmung 29 verbunden ist. Der jeweils dritte Kanal 36 der beiden Kanäle 13 und 14 mündet in die Atmosphäre (vgl. Fig. 4).On the upper sub-block 9 are two three-channel two-way solenoid valves trained valves 13 and 14 attached. A channel of the first valve 13 is with the recess 30 and a channel 33 connected to the recess 31. A channel 34 of the second valve 14 is also connected to the recess 30, while a channel 35 of the valve 14 is connected to the recess 29. The third channel 36 of the two channels 13 and 14 discharges into the atmosphere (see FIG. 4).
Die beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt:The setup described works as follows:
Mit einem Überdruck von beispielsweise 3 bar gelangt durch einen Einlaß 37 Druckluft oder auch ein anderes Druckgas in die Ausnehmung 30. Die Druckluft drückt die obere Membran 20 gegen die Druckkolben 28 nach unten. Diese wiederum übertragen Kräfte auf die untere Membran 11, wodurch ein Gegendruck zu dem mit einem Überdruck von etwa 3 bar in die Meßeinrichtung strömenden Kraftstoff entsteht. Durch Erregen des ersten Ventils 13 wird eine Verbindung zwischen den Ausnehmungen 30 und 31 hergestellt. Die Folge ist, daß Druckluft die Membran 12 nach unten gegen die den Meßzylindern 1 zugeordneten Steuerkolben 26 drückt und aufWith an overpressure of 3 bar, for example, compressed air or another pressurized gas passes through an inlet 37 into the recess 30. The compressed air presses the upper membrane 20 against the pressure piston 28 downwards. These in turn transfer forces the lower membrane 11, creating a back pressure to the one with a Overpressure of about 3 bar fuel flowing into the measuring device arises. By energizing the first valve 13, a connection between the recesses 30 and 31 is established. the The result is that compressed air presses the membrane 12 downwards against the control piston 26 assigned to the measuring cylinders 1 and opens
-9--9-
diese Weise den Übertritt von Kraftstoff in die Meßzylinder 1 verhindert= Der Kraftstoff strömt vielmehr durch den Auslaß 15 ab.this prevents fuel from entering the measuring cylinder 1 = rather, the fuel flows through the outlet 15 from.
Wird die Erregung des ersten Ventils 13 aufgehoben, so kann sich der Luftdruck in der Ausnehmung 31 über einen dritten Kanal des Ventils abbauen. Die Folge ist, daß die Steuerkolben 26 sich frei nach oben bewegen könneno If the excitation of the first valve 13 is canceled, the air pressure in the recess 31 can be reduced via a third channel of the valve. The result is that the control piston 26 can move freely upwards o
Wird das zweite Ventil 14 erregt, gelangt aus der Ausnehmung 30 Druckluft in die Ausnehmung 29. Diese Druckluft verhindert in ähnlicher Weise ein Ausströmen von Kraftstoff durch die Auslässe 15. Die Folge ist, daß der Kraftstoff über- die Durchlässe 19 und die Anschlußbohrungen 17 in die Meßzylinder 1 geleitet wird. Wird die Erregung des zweiten Ventils aufgehoben, kann die Druckluft in der Ausnehmung 29 sich über den dritten Kanal 36 des Ventils 14 entspannen und erneut Brennstoff durch die Auslässe 15 austreten,,If the second valve 14 is energized, it comes out of the recess 30 compressed air into the recess 29. This compressed air similarly prevents fuel from flowing through the outlets 15. The result is that the fuel over- Passages 19 and the connection bores 17 is passed into the measuring cylinder 1. If the excitation of the second valve is removed, the compressed air in the recess 29 can relax via the third channel 36 of the valve 14 and again Exit fuel through outlets 15,
Das zweite Ventil wird durch einen nicht dargestellten Zählmechanismus erregt. Dieser Zählmechanismus zählt die Umdrehungen der ebenfalls nicht dargestellten Antriebswelle eines Versuchsstandes und trägt für die Erregung des Ventils 14 für eine bestimmte Zahl von Umdrehungen der Antriebswelle Sorge. Die Folge ist, daß über einen durch eine bestimmte Zahl von Umdrehungen bestimmten Zeitraum Kraftstoff in die Meßzylinder 1 strömte Ist die bestimmte Umdrehungszahl erreicht, wird anstelle des Ventils 14 das Ventil 13 erregte Die Folge ist, daß kein Kraftstoff mehr in die Meßzylinder eintreten kann;, sondern über die Auslässe 15 ausströmt„The second valve is controlled by a counting mechanism, not shown excited. This counting mechanism counts the revolutions of the drive shaft, also not shown Test stand and contributes to the excitation of the valve 14 for a certain number of revolutions of the drive shaft Worries. The result is that over a period of time determined by a certain number of revolutions, fuel enters the Measuring cylinder 1 flowed Once the specific number of revolutions has been reached, valve 13 is energized instead of valve 14 The result is that no more fuel can enter the measuring cylinder, but flows out through the outlets 15 "
Unter der Einwirkung des in die Meßzylinder 1 einströmenden Kraftstoffes bewegen sich die Kolben 5 nach unten. In dem Augenblick, in dem die Ventile 13 und 14 ihren Erregungszu^ stand wechseln^ kommt der jeweilige Meßkolben zum Stillstand und zeigt die Menge des in den ihm zugeordneten Meßzylinder angeordneten Kraftstoffes aruUnder the influence of the fuel flowing into the measuring cylinder 1, the pistons 5 move downward. By doing Moment in which the valves 13 and 14 their excitation to ^ change stand ^ the respective volumetric flask comes to a standstill and shows the amount of the measuring cylinder assigned to it arranged fuel aru
- 10 0 3 0063/0871- 10 0 3 0063/0871
30240Q530240Q5
Die Steuerkolben 26 und 27 sind als Stufenkolben ausgebildet. Sie besitzen einen oberen Abschnitt mit einem grösseren Durchmesser und einen unteren Abschnitt mit einem kleineren Durchmesser. Auf diese Art und Weise wird der auf die Membran 11 ausgeübte Druck erhöht und eine sichere Abdichtung zwischen der Membran 11 und der oberen Fläche des unteren Teilblockes 7 gewährleistet.The control pistons 26 and 27 are designed as stepped pistons. They have a top section with a larger diameter and a lower section with a smaller diameter. That way will the pressure exerted on the membrane 11 increases and a secure seal between the membrane 11 and the upper one Area of the lower sub-block 7 guaranteed.
Die unteren Enden aller Meßzylinder 1 stehen über eine gemeinsame Leitung 40 mit einem dritten Ventil 38 in Verbindung, das ebenfalls als Dreikanal-Zweiwegemagnetventil ausgebildet ist. Wenn das dritte Ventil 38 erregt wird, gelangt Druckluft von etwa 3 bar über einen Einlaß 41 in die Leitung 40 und somit unter den Meßkolben 5. Gleichzeitig wird die Erregung des Ventils 13 aufgehoben, so daß der während des Meß- oder Eichvorganges eingeströmte Kraftstoff durch die Auslässe 15 ausgestossen werden kann und die Meßkolben 5 in ihrer Ausgangsstellung zurückgehen können. Sollte Luft in einen Meßzylinder 1 gelangt sein, so sammelt sie sich am oberen Ende des Meßzylinders und wird folglich als erstes ausgestoßen. Das System reinigt sich auf diese Weise automatisch. Kraftstoff, der am Meßkolben 5 vorbeigesickert ist, wird durch die Ausstoßluft über eine Entlüftungsöffnung 42 des Ventils 38 abgeführt, sobald die Erregung dieses Ventils aufgehoben ist.The lower ends of all measuring cylinders 1 are connected to a third valve 38 via a common line 40, which is also designed as a three-channel two-way solenoid valve. When the third valve 38 is energized, occurs Compressed air of about 3 bar via an inlet 41 into the line 40 and thus under the measuring piston 5. At the same time, the Excitation of the valve 13 is canceled, so that the during the Measuring or calibration process, fuel that has flowed in can be expelled through the outlets 15 and the measuring piston 5 in can go back to their original position. If air should have got into a measuring cylinder 1, it collects at the top End of the measuring cylinder and is therefore ejected first. In this way, the system cleans itself automatically. Fuel, which has seeped past the measuring piston 5 is released by the exhaust air via a vent opening 42 of the valve 38 discharged as soon as the excitation of this valve is removed.
Die unteren Ränder 39 der Meßzylinder 1 sind leicht glockenrandförmig ausgebildet. Für den Fall einer Überfüllung eines Meßzylinders tritt der jeweilige Meßkolben 5 unten aus dem ihm zugeordneten Meßzylinder 1 aus. Die Abdichtung zwischen der Außenwand des Meßkolbens 5 und der Innenwand des Meßzylinders 1 geht dabei verloren und überschüssiger Kraftstoff kann durch die Entlüftungsöffnung 42 des Ventils 38 ins Freie gelangen. Durch die glockenrandförmige Ausbildung des unteren Endes 39 der Meßzylinder 1 wird das Wiedereintreten der Meßkolben 5 in die Meßzylinder erleichtert.The lower edges 39 of the measuring cylinder 1 are slightly bell-shaped educated. In the event that a measuring cylinder is overfilled, the respective measuring piston 5 emerges from the bottom measuring cylinder 1 assigned to it. The seal between the outer wall of the measuring piston 5 and the inner wall of the measuring cylinder 1 is lost and excess fuel can escape through the vent opening 42 of the valve 38 reach. The bell-shaped design of the lower end 39 of the measuring cylinder 1 prevents the measuring piston from re-entering 5 eased into the graduated cylinder.
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